Alai

Ben Valsler

Esta semana, Brian Clegg presenta un compuesto conocido por su abundante potencia y sus bonitos pigmentos.

Brian Clegg

Cuando se habla de compuestos de uranio es fácil pensar sólo en el llamativo hexafluoruro de uranio, esencial para enriquecer el elemento y aumentar el contenido de U-235 para reactores y bombas. Sin embargo, en un segundo plano se encuentra el dióxido de uranio, con un papel igual de importante en la industria nuclear, y es una sustancia que los artistas llevan utilizando desde el siglo XIX, sin darse cuenta de lo que están tratando.

El simple compuesto UO2, también conocido como óxido de uranio (IV) y la «urania», que suena a lo Shakespeare, es la fuente más común de uranio utilizada en la industria nuclear. El material cristalino negro es el principal constituyente del mineral uraninita, a menudo llamado todavía por su antiguo nombre de pechblenda. El dióxido de uranio es la materia prima principal del combustible nuclear, aunque entre la extracción del mineral y la producción de las barras de combustible se convierte temporalmente en hexafluoruro de uranio, más volátil, para su enriquecimiento.

Después de que el uranio enriquecido vuelve a la forma de dióxido de uranio, se convierte en pastillas de cerámica que se sellan en los tubos de aleación de circonio que forman las barras de combustible del reactor. Muchas de estas barras contienen dióxido de uranio puro, pero también puede estar mezclado con dióxido de plutonio, lo que se conoce como óxido mixto o combustible MOX, en cuyo caso el dióxido de uranio puede no requerir enriquecimiento.

Hay grandes depósitos de óxido de uranio en África, América y Europa, y en el siglo XIX, el dióxido de uranio aparecía en los esmaltes para cerámica y azulejos. Con diversas mezclas y temperaturas de cocción, es posible obtener negros y verdes, pero el dióxido de uranio se utilizaba sobre todo para obtener colores fuertes en las tonalidades naranjas, rojas y marrones. Al principio, el dióxido de uranio era un colorante de esmalte interesante pero relativamente poco utilizado, pero lo que realmente impulsó su popularidad fue un efecto secundario del trabajo de Marie Curie y sus sucesores.

Curie había descubierto el radio, junto con el polonio, en la pechblenda obtenida en la región rica en minerales de Joachimsthal, en la frontera germano-checa. Para obtener el radio, primero para uso experimental y aplicaciones médicas y más tarde para toda una serie de arriesgados productos que brillan en la oscuridad, se refinaron enormes cantidades de mineral para producir una diminuta cantidad del elemento radiactivo: se necesitaban varias toneladas de uraninita para producir sólo un gramo de radio. Esto significaba que había una gran cantidad de mineral de uranio, principalmente dióxido de uranio, disponible como subproducto barato, y así, a partir de la década de 1920, el uso de esmaltes a base de dióxido de uranio se disparó.

El resultado fue la difusión de productos que no sólo tenían un aspecto llamativo, sino que eran ligeramente radiactivos. Algunas estimaciones sitúan el porcentaje de azulejos y productos similares de los años 20 y 30 que son radiactivos en más del 20%. Aunque al menos un físico de la salud considera que los azulejos esmaltados con óxido de uranio suponen un riesgo para la salud, la opinión general es que los niveles de radiación son tales que la exposición no constituye un riesgo significativo a menos que el material se mantenga en contacto a largo plazo, o se permita su filtración en los alimentos o la bebida. Este es también el caso de la aplicación más famosa del esmalte de dióxido de uranio, la atrevida cerámica estadounidense de color rojo-anaranjado conocida como Fiestaware.

La empresa detrás de Fiestaware, Homer Laughlin, era una gran usuaria de dióxido de uranio, pero tuvo que abandonar el esmalte durante la segunda guerra mundial cuando sus existencias de óxido fueron tomadas por el gobierno para el Proyecto Manhattan. Después de la guerra, la empresa pudo volver a utilizar el dióxido de uranio, trabajando con el uranio empobrecido que quedaba después de haber sido enriquecido para su uso en reactores y bombas. Aunque los fabricantes abandonaron su llamativo esmalte de óxido de uranio en la década de 1960, todavía circulan muchas piezas antiguas de Fiestaware, que se han convertido en objetos de colección.

El uso artístico más espectacular del óxido es en materiales transparentes. Aunque es menos común que en los azulejos y la cerámica, el dióxido de uranio también se utilizó para colorear el vidrio a partir del siglo XIX. Sabemos que se utilizó al menos en la década de 1830, ya que en 1836 se presentaron a la reina Victoria un par de candelabros de vidrio coloreado con dióxido de uranio. El vidrio coloreado con dióxido de uranio, a veces llamado «vidrio de vaselina» por su coloración similar a la de la vaselina, tiene un fuerte tono amarillo-verde que es más dramático en la luz ultravioleta, donde brilla un verde conspicuo.

Particularmente desde Fukushima, los reactores nucleares son controvertidos, a pesar de sus credenciales de bajo nivel de emisiones y amigables con el calentamiento global. Pero para bien o para mal, el dióxido de uranio ha seguido desempeñando un papel en la industria de la generación de energía, sin olvidar nunca su brillante éxito en las artes.

Ben Valsler

Brian Clegg sobre el brillante éxito del dióxido de uranio. La próxima semana, ¿es malo comer tostadas quemadas?

Martha Henriques

Con los datos disponibles actualmente, es demasiado sencillo decir que la acrilamida de las tostadas quemadas provoca cáncer. Ya en 2002 un grupo de investigadores de Suecia midió los niveles de acrilamida en los alimentos y provocó una gran preocupación por los riesgos de la ingesta de este compuesto en la dieta. Desde entonces se ha producido un aumento considerable de la literatura sobre la acrilamida, con conclusiones contradictorias.

Ben Valsler